გასაოცარი ანალოგური სინთეზატორი/ორგანო მხოლოდ დისკრეტული კომპონენტების გამოყენებით: 10 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

ანალოგური სინთეზატორი ძალიან მაგარია, მაგრამ ასევე საკმაოდ ძნელი გასაკეთებელი.

ამიტომ მინდოდა გამეკეთებინა ის რაც შეიძლება მარტივი, ასე რომ მისი ფუნქციონირება ადვილად გასაგები ყოფილიყო.

იმისათვის, რომ ის იმუშაოს, თქვენ გჭირდებათ რამდენიმე ძირითადი ქვე-სქემა: მარტივი ოსცილატორი რეზისტორთან ერთად შერჩეული რხევის სიხშირით, რამდენიმე გასაღები და ძირითადი გამაძლიერებლის წრე.

თუ თქვენ იყენებთ გამტარ ბალიშებს ღილაკების ღილაკების ნაცვლად, შეგიძლიათ გახადოთ თქვენი ვერსია ძალიან მაგარი

სტილოფონი!

ამ სასწავლო ინსტრუქციაში ჩვენ ვისწავლით თუ როგორ უნდა გავაკეთოთ ის და ვისწავლით როგორ მუშაობს იგი.

ინსტრუქცია განკუთვნილია დამწყებთათვის ელექტრონიკის მოყვარულთათვის.

ნაბიჯი 1: საჭირო ინსტრუმენტები

თქვენ დაგჭირდებათ გასაყიდი რკინა და რამდენიმე პროტოტიპის დაფა, ან შეგიძლიათ ააწყოთ ის პურის დაფაზე.

თუ ცოტა უფრო მოწინავე ხართ, მე მოგაწვდით ფაილებს თქვენი საკუთარი PCB- ის დასამუშავებლად.

ნაბიჯი 2: იწყება ოსცილატორით

სინთეზატორის გული არის ასტაბილური მულტივიბრატორის წრე, რომელიც დამზადებულია ოპერატიული გამაძლიერებლის გამოყენებით. ინტერნეტში თქვენ იხილავთ მისი მუშაობის ძალიან ხანგრძლივ და დეტალურ წარმონაქმნებს, მაგრამ მე შევეცდები უფრო მარტივად ავხსნა მისი მუშაობა.

ოსცილატორი შედგება რამდენიმე რეზისტორისა და ერთი კონდენსატორისგან.

Op-amp შედარების სქემა კონფიგურირებულია როგორც Schmitt- ის გამომწვევი, რომელიც იყენებს R1 და R2 რეზისტორების მიერ მოწოდებულ დადებით უკუკავშირს ჰისტერეზის გენერირებისათვის. ეს რეზისტენტული ქსელი დაკავშირებულია გამაძლიერებლების გამომავალსა და არაინვერტირებულ (+) შეყვანას შორის. როდესაც Vo (გამომავალი ძაბვა) გაჯერებულია პოზიტიური მიწოდების სარკინიგზო მაგისტრალზე, დადებითი ძაბვა გამოიყენება op-amps არაინვერტირებად შეყვანისას. ანალოგიურად, როდესაც Vo გაჯერებულია უარყოფითი მიწოდების რკინიგზით, უარყოფითი ძაბვა გამოიყენება op-amps არაინვერტირებული შეყვანისთვის.

ეს ძაბვა ნელა იტენება და ამცირებს კონდენსატორს (-) შეყვანისას Rf რეზისტორის საშუალებით. ვთქვათ, ჩვენ ვიწყებთ op-amps გამომავალი პოზიტიური გაჯერების ძაბვით (+Vsat). კონდენსატორი იტენება და მისი ძაბვა (Vc) ნელ -ნელა იზრდება. ამავდროულად R1 და R2 ქმნიან ძაბვის გამყოფს მისი ძაბვის გამომუშავებით (Vdiv) სტაბილური მნიშვნელობით სადღაც გამომავალი გაჯერების ძაბვას (+Vsat) და 0V შორის. როდესაც კონდენსატორის ძაბვა აღემატება R1 და R2 ძაბვის გამყოფის ძაბვას, op-amp ინვერსიავს მის მდგომარეობას უარყოფით გაჯერების ძაბვაში (-Vsat). შემდეგ კონდენსატორი იხსნება Rf რეზისტორის საშუალებით, სანამ მისი ძაბვა (Vc) არ იქნება დაბალი ვიდრე R1 და R2 გამყოფი ძაბვა (Vdiv). შემდეგ ის კვლავ უბრუნებს თავის მდგომარეობას საწყის მდგომარეობას (+Vsat). და ასე შემდეგ და ასე შემდეგ.

ეს ფაქტიურად წარმოქმნის ოსცილატორის კვადრატული ტალღის ძაბვის გამომავალ ძაბვას და თუ ის სწორი სიხშირისაა, ის წარმოქმნის ხმოვან ტონს.

ნაბიჯი 3: სიხშირეების გამოთვლა

ოსცილატორის სიხშირე შეიძლება გამოითვალოს ზემოთ მოცემულ სურათზე განტოლების საშუალებით.

თქვენ შეგიძლიათ მოაწყოთ ეს სინთეზი რაც მოგწონთ.

მე მინდოდა მისი მორგება C ძირითადი მასშტაბით - ყველა თეთრი კლავიში ფორტეპიანოზე. ამ გზით, არ არსებობს "არასწორი" ტონები და ადვილია ბავშვებისთვის თამაში.

ასე რომ, მე ინტერნეტში ვეძებდი სიხშირეების ჩამონათვალს კონკრეტული ტონებისთვის და მე გადავწყვიტე, რომ ჩავრთო ნივთი C4– დან C5 ნოტამდე.

მე გავაკეთე გათვლები საჭირო რეზისტორისთვის. მე ეს ლამაზად გავაკეთე და გამოვთვალე Matlab– ით (ოქტავა).

R1 და R2 რეზისტორების გამყოფისთვის ავირჩიე 22k ohm რეზისტორები, კონდენსატორისთვის ავირჩიე 100nF ქუდი.

აქ არის კოდი, თუ ძალიან ზარმაცი ხართ ამის გაკეთება ხელით კალკულატორით. ან შეგიძლიათ უბრალოდ გამოიყენოთ გადახრილი განტოლება ხელით რეზისტორის გამოთვლისთვის.

R1 = 220e3; R2 = 220e3;

ლამბდა = R1/(R1+R2);

C = 100e-9;

f = [261.63 293.66 329.63 349.23 392 440 493.88 523.25]; %სიხშირეების სია

R = 1./ (f.*2.*C.*log ((1+lambda)/(1-lambda)))

აქ არის შედეგები:

C4 = 17395 ომი

D4 = 15498 ომი

E4 = 13806 ომი

F4 = 13032 ომი

G4 = 11610 ომი

A4 = 10343 ომი

B4 = 9215 ომი

C5 = 8697 ომი

რა თქმა უნდა, მჭირდებოდა მნიშვნელობების დამრგვალება რეზისტორის უახლოეს მნიშვნელობებამდე. მე გამოვიყენე სტანდარტული E12 რეზისტორთა სერია, რომელიც ყველაზე ხშირად გვხვდება ჰობის ნაწილების ყუთში. იმის გამო, რომ E12 რეზისტორთა სერია საკმაოდ უხეშია, მე გამოვიყენე 2 რეზისტორი სერიულად თითოეული მნიშვნელობისათვის, რათა მიახლოებულიყო სასურველ წინააღმდეგობას და სინთეზი უფრო მორგებული იქნებოდა ამ გზით.

C4 = 2.2k + 15k ohm D4 = 15k + 470 ohm

E4 = 8.2k + 5.6k ohm

F4 = 12k + 1k ohm

G4 = 4.7k + 6.8k ohm

A4 = 10k + 330 ohm

B4 = 8.2k + 1k ohm

C5 = 8.2k + 470 ohm

ნაბიჯი 4: დასრულებული ოსცილატორის სქემა

აქ არის სქემა ოსცილატორის ნაწილისთვის.

ინდივიდუალური კლავიშებით ირჩევთ სასურველ წინააღმდეგობას და იქმნება სასურველი ტონი.

ეს სქემა განმარტავს, თუ რატომ იღებთ მაღალ ხმას ერთდროულად რამდენიმე ღილაკის დაჭერისას. ერთდროულად მრავალ ღილაკზე დაჭერით თქვენ აერთებთ რეზისტორების მეტ ფილიალს პარალელურად და ეფექტურად აკავშირებთ მათ პარალელურად, ამცირებთ საერთო წინააღმდეგობას. დაბალი წინააღმდეგობა წარმოშობს უფრო მაღალ ტონს.

ნაბიჯი 5: სპიკერის გამაძლიერებელი

სპიკერის გამაძლიერებელი შეიძლება გაკეთდეს კიდევ უფრო მარტივად, მაგრამ მე გადავწყვიტე, რომ გამეკეთებინა ნამდვილი AB კლასის გამაძლიერებელი ეტაპი.

ეტაპი შედგება PNP და NPN ტრანზისტორებისგან, შეერთების კონდენსატორებისა და ორი მიკერძოებული რეზისტორისა და დიოდისაგან.

ძალიან ძირითადი, მაგრამ კარგად მუშაობს.

გამაძლიერებლის სტადიის წინ დავდე 100k ლოგარითმული (აუდიო) პოტენომეტრი, ხმის რეგულირებისთვის.

იმის გამო, რომ პოტენომეტრმა თავის წრეში მოაწესრიგა ოსცილატორი (დამატებული წინააღმდეგობა), მე მის წინ დავაკაკუნე op-amp ბუფერი, რომელიც შემოიტანს მის წინა წრეს მაღალი შეყვანის წინააღმდეგობას და შემდეგ სქემებს დაბალი წინაღობას ის

ძირითადად ბუფერი არის გამაძლიერებელი, რომლის მომატებაა 1.

ოპამპი, რომელსაც მე ვიყენებ არის TL072, რომელსაც აქვს ორი გამაძლიერებელი სქემა, ასე რომ ეს არის ის, რაც ჩვენ გვჭირდება.

ნაბიჯი 6: დამხმარე მასალები

სურათის მარცხენა მხარეს არის შეყვანის კონექტორის სათაურები, სადაც აკავშირებთ კვების ბლოკს.

მათ მოჰყვება ორი დიოდი, რომელიც იცავს წრეს არასწორი პოლარობის კვების წყაროს შემთხვევითი კავშირისთვის.

მე ასევე დავამატე ორი LED, თითოეული ელექტროგადამცემი ხაზის არსებობის მითითებით.

ნაბიჯი 7: სრული სქემა

აქ არის დასრულებული სქემა.

ნაბიჯი 8: კვების ბლოკი

წრე მოითხოვს სიმეტრიულ ელექტრომომარაგებას.

თქვენ გჭირდებათ +12V და -12V (9V ასევე იმუშავებს).

მე გამოვიყენე ძველი კვების წყარო გატეხილი ჭავლური პრინტერისგან, რადგან მას ჰქონდა +12V და -12V რელსები (იხილეთ ფოტოები)

თქვენ ასევე შეგიძლიათ გააკეთოთ სიმეტრიული +-12V კვების ბლოკი ერთი 24V– დან ზემოთ სქემატური გამოყენებით.

მაგრამ უბრალოდ არ დაგავიწყდეთ გამაგრილებლის დაყენება 7812 რეგულატორზე.

ან შეგიძლიათ სერიულად დაუკავშიროთ ორი იზოლირებული 12 ვ კვების წყარო.

ნაბიჯი 9: PCB

თუ მოგწონთ თქვენი საკუთარი PCB– ების ამოღება, შეგიძლიათ იხილოთ ფაილი დასაბეჭდად აქ. მე გამოვიყენე 10x10 მმ ღილაკები გასაღებისთვის.

ბევრს სურდა იცოდეს სად უნდა მოეძებნა ღილაკები ლამაზი დიდი თავსახურით. აქ მე მოვახერხე მსგავსი ღილაკების პოვნა, რომელიც შეგიძლიათ გამოიყენოთ კლავიატურისთვის:

www.banggood.com/custlink/GvDmqJEpth

ისინი ასევე უნდა მოთავსდეს პურის დაფაზე!

ეს არის შვილობილი ბმული - თქვენ იხდით იმავე ფასს, როგორც ბმულის გარეშე, მაგრამ მე ვიღებ მცირე საკომისიოს, რათა შევიძინო მეტი კომპონენტი მომავალი პროექტებისთვის:)

კონდენსატორის სელექტორისთვის, მე შევაჯამე სათაური, ასე რომ მე შემიძლია სწრაფად შევცვალო კონდენსატორები.

მეორეს მხრივ, წრე საკმაოდ მარტივია, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ შეიკრიბოთ იგი პურის დაფაზე ან პროტოტიპების შესაკრავის დაფაზე. კიდევ უფრო ადვილი იქნებოდა კომპონენტებთან შეხება და შეცვლა სხვადასხვა ეფექტისთვის.

სპიკერისთვის მე გადავიმუშავე ძველი შიდა კომპიუტერის სპიკერი, მე გავაკეთე მარტივი 3D დაბეჭდილი დანართი მისთვის.

ნაბიჯი 10: შესრულებულია

ახლა თქვენი სინთეზი დასრულებულია და თქვენ უნდა დაუკრათ გასაოცარი ჰანგები მასთან ერთად!

იმედია მოგეწონათ სასწავლო. მოგერიდებათ შეამოწმოთ ჩემი სხვა ინსტრუქციები და youtube ვიდეოები!

შეგიძლიათ გამომყვეთ ფეისბუქზე და ინსტაგრამზე

www.instagram.com/jt_makes_it

სპოილერებისათვის, რაზეც ამჟამად ვმუშაობ, კულისებში და სხვა დამატებებზე!